无机非金属工艺学考试题简答题

水泥、

影响水泥水化速率的因素：①水泥熟料矿物组成：含量、晶体结构；②水灰比：水灰比大，水泥颗粒高度分散、与水的接触面积大，水化速率快。但是水灰比大，使水泥凝结慢，强度下降。③细度：水泥细度细，与水接触面积多，水化快；细度细，水泥晶格扭曲，缺陷多，也有利于水化；④养护温度：养护温度提高，水泥水化加快。但是温度对不同矿物的水化速率的影响程度不尽相同。对水化慢的β-C2S影响最大。C3A 在常温下水化就很快，放热多，故温度对C3A水化速率影响不大。温度越高，对水泥早期水化速率影响越大，到后期影响逐渐变小。⑤外加剂：通常绝大多数无机电解质都有促进水泥水化的作用。如：CaCl2；大多数有机外加剂对水化有延缓作用，常使用的各种木质磺酸盐类。

12、生料易烧性的意义：指生料在规定的温度范围内，通过复杂的物理化学变化，形成熟料的难易程度。影响生料易烧性的主要因素：①生料的潜在矿物组成：KH、SM高，生料难烧；反之易烧，但有可能结圈；SM、IM高，难烧，要求较高的烧成温度；②原料的性质和颗粒组成：原料中石英和方解石含量多，难烧，易烧性差；结晶质粗粒多，易烧性差。③生料中次要氧化物和微量元素：适量存在，有利于烧成，易烧性好，但含量过多，不利于煅烧。④生料的均匀性和生料粉磨细度：生料均匀性好，粉磨细度细，易烧性好。⑤矿化剂：掺加各种矿化剂，均可改善生料的易烧性。⑥生料的热处理：生料的易烧性差，要求烧成温度高，煅烧时间长。生料煅烧过程中升温速度快，有利于提高新生态产物的活性，易烧性好。⑦液相：生料煅烧时，液相出现温度低，数量多，液相粘度小，表面张力小，离子迁移速度大，易烧性好，有利于熟料的烧成。⑧燃煤的性质：燃煤热值高、煤灰分少、细度细，煅烧速度快，燃烧温度高，有利于熟料的烧成。⑨窑内气氛：窑内氧化气氛煅烧，有利于熟料的烧成。

13、（水泥孰料的形成过程）生料煅烧过程中的物理、化学变化：干燥与脱水、碳酸盐分解、固相反应（固相反应一般包括界面上的反应和物质迁移两个过程）、液相和熟料的烧结、熟料的冷却

19、熟料冷却的目的：①回收熟料带走的热量，预热二次空气，提高窑的热效率；②迅速冷却熟料以提高熟料质量③改善孰料的易磨性④降低熟料温度，便于熟料的运输、贮存与粉磨。

20.熟料急冷有什么目的?

答（要点）：防止C3S晶体长大而强度降低且难以粉磨，防止C3S分解和C2S的晶型转变使熟料强度降低，减少MgO晶体析出，使其凝结于玻璃体中，避免造成水泥安定性不良，减少C3A晶体析出，不使水泥出现快凝现象，并提高水泥的抗硫酸盐性能，使熟料产生应力，增大熟料的易磨性，急冷还可以收回热量，提高热的利用率。

17、影响碳酸盐分解速率的因素：①石灰石的种类和物理性质:结构致密,结晶粗大的石灰石,分解速率慢;

②生料细度和颗粒级配:生料细度细,颗粒均匀,粗粒少,分解速率快;③反应条件:提高反应温度，分解反应的速度加快，同时促使CO2扩散速度加快，加强通风，及时地排出反应生成的CO2气体，则可加速分解反应。④生料悬浮程度:生料悬浮分散良好,相对减小颗粒尺寸,增大了传热面积,提高了碳酸盐分解速率;⑤生料中粘土质组分和性质:粘土质中的矿物组分的活性依次按高岭土、蒙脱石、伊利石、石英降低.粘土质原料活性越大，可加速碳酸盐的分解过程。

18、影响固相反应的主要因素：①生料的细度和均匀性:生料愈细，比表面积越大，组分接触面越大，同时表面质点的自由能越大，使扩散和反应能力增强，因而反应速率加快；生料的均匀混合，可增加各组分间接触，也有利于加速反应；②温度和时间:当温度较低时，固体的化学活性低，质点的扩散和迁移速度很慢。提高温度，加速离子的扩散和迁移，促进固相反应的进行。③原料性质:当原料中含有结晶SiO2和结晶方解石时，由于破坏晶格困难，使固相反应速度明显降低；④矿化剂:矿化剂可通过与反应物形成固溶体使晶格活化，反应能力加强；也可以形成低共熔物，使物料在较低温度下形成液相，从而加速扩散和固相的溶解作用

31.降低f-CaO的工艺措施有哪些？

答（要点）：（1）配料要合理，KH不要太高。（2）合理控制生料细度。（3）生料均化要好。（4）物料煅烧时要保证一定的液相量和液相粘度。（5）熟料急冷，以免产生体积膨胀。氧化钙。

14.熟料的率值有哪几个？简述硅率高低对熟料煅烧过程及质量的影响

答（要点）：熟料率值指KH、N、P；硅率（N）高，熟料硅酸盐矿物多，熟料强度高，但液相量少，对煅烧不利，需提高烧成温度；硅率（N）低，熟料硅酸盐矿物少，熔剂矿物多，液相量多，煅烧时易结块或发生结圈。

11.熟料的KH、S M、IM的作用是什么？

答（要点）：KH：控制CaO与其他氧化物相对含量，达到控制C3S与C2S相对含量；SM：控制SiO2与Ai3O2和Fe3O2相对含量, 达到控制C3S和C2S与C3A和C4AF相对含量和液泪量；IM：控制Ai3O2与Fe3O2相对含量, 达到控制C3AC与4AF相对含量和液泪粘度。

7、安定性不良的因素：①游离氧化钙水化生成氢氧化钙时，体积膨胀97.9%。随着游离氧化钙含量的增加，试体抗拉、抗折强度降低，3d以后强度倒缩，严重时甚至引起安定性不良，我国回转窑一般控制在 1.5%以下；②方镁石的水化比游离氧化钙更为缓慢，要几个月甚至几年才明显起来。方镁石水化生成氢氧化镁时，体积膨胀148%，导致体积安定性不良。国家标准中规定硅酸盐水泥中氧化镁含量不得超过5.0%；③石膏掺量。

。混泥土的耐久性是指混泥土能抵抗环境介质的长期作用，并保持其良好的使用性能和外观完整性，从而具有维持混泥土结构的安全、正常使用的能力。包括抗渗性，抗冻性，抗侵蚀性，抗碳化性，抗碱集料反应，以及混泥土中的钢筋耐锈蚀等。影响耐久性因素：温度变化导致终凝时间变化，环境，有害物质的侵蚀。混泥土的砂石比，水灰比，颗粒级配等因素。

影响耐久性的因素：

抗渗性：差，各种有害介质易于进入内部；

抗冻性：不良，在冻融交替的条件下容易剥落破坏；

外界侵蚀性介质：会引起一系列化学、物理的变化，从而逐渐受到侵蚀；

碱含量：含碱较多，且与集料配合不当，引起碱集料反应的膨胀破坏。

玻璃：

3、黏度与玻璃组成的关系

氧硅比：氧硅比大（如熔体中碱含量增大，游离氧增多），非桥氧多，网络结构不牢固，熔体黏度减小；反之增大。键强：在其它条件相同的前提下，粘度随阳离子与氧的键强增大而增大。离子极化：离子极化力大的阳离子对桥氧的极化力强，使得Si－O键作用减弱，网络结构易于调整与移动，使η↓。结构对称性：网络基本结构单元的结构不对称，可能在结构中存在缺陷或弱点，使结构不稳定，粘度下降。配位数：4配位形成四面体进入网络结构，使结构紧密，粘度增大。其它配位时就从网络中分离出来，使黏度降低。如B2O3和A2O3

5、影响玻璃强度的主要因素

化学键与化学组成：玻璃的键强包括各种的强度及数目。键强大，机械强度好。结构网络紧密，强度好。微不均匀性：玻璃中都存在着微相和微不均匀结构，相邻两相间成分不同且结合力弱，膨胀系数不一样，易产生应力，强度下降。宏观和微观缺陷：缺陷处应力集中，导致裂纹产生与扩展。活性介质：起化学作用，使结构破坏温度：低温时，温度升高，强度下降（裂纹端部分子的热运动起伏现象增加，积聚能量使键断裂）200℃时，强度为最低。高温时，强度增加（产生塑性变性，抵消部分应力）应力：玻璃的残余应力，在多数情况下分布不均匀，将导致其强度大下降。

提高玻璃强度的方法：1设计高强度组成，严格遵守工艺制度2减少，消除玻璃表面缺陷，如采用表面火焰抛光，氢氟酸腐蚀等。3.使玻璃表面形成应力，主要是通过物理及化学钢化。如可采用淬冷，表面离子交换等。

7、玻璃的热学性质影响因素

1）组成：凡能降低玻璃热膨胀系数的组分都能提高热稳性；硅含量高而碱含量低时，热稳性好。2）制品选型复杂、厚薄不均匀的，热稳性差3）制品越厚，热稳性差，4）凡能使机械强度减低的因素，都能降低热稳定性。

提高热稳性的途径：降低玻璃的热膨胀系数；减小制品的壁厚等。